負載分析和運動分析

1 確定執行元件的形式

液壓機為立式布置，滑塊做上下直線往復運動，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機械效率），作為執行元件驅動滑塊進行壓制作業。

2 進行負載分析和運動分析

根據已知參數對液壓缸各工況外負載進行計算，其計算結果如表 1-1所列。

表 1-1

工況		計算公式	外負載/N	說明
快速下降	啟動加速		500	① ；為下行平均加速度，； ②由于忽略滑塊導軌摩擦力，故快速下滑時為負載為0； ③壓制時壓頭上的工作負載可分為兩個階段：初壓階段，負載力緩慢地增加，約達到最大壓制力的5%，其行程為15mm；終壓階段，負載力急劇增加大最大壓制力，上升規律近似于線性，其行程為5mm； ④ ；為回程平均加速度，； ⑤取啟動、制動時間=0.2s
	等速	—	0
慢速加壓	初壓		100000
	終壓		2000000
快速返回	啟動		20500
	等速		20000
	制動		19500

 

參照文獻[6]，第六章6.4節板料折彎機液壓系統設計計算。取快速下降行程為180mm，快速上升行程為200mm。已知加壓速度為40-250mm/min，取加壓速度為4mm/s。

根據已知參數，各工況持續時間近似計算結果見表1-2。

表1-2

工況		計算式	時間/s	說明
快速下行				慢速加壓分兩個階段：初壓階段行程為15mm；終壓階段行程為5mm。
慢速 加壓	初壓
	終壓
快速回程

 

利用上述數據，并在負載和速度過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖1-2所示的液壓機液壓缸負載循環圖和速度循環圖。

 

圖1-2

3 確定系統主要參數

參考同類型液壓機，預選液壓缸的工作壓力，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積：

液壓缸內徑（活塞直徑）：

跟據參考文獻[6],表9-7，按國標GB/T 2438—1993，將液壓缸內徑圓整為標準值，。

根據快速上升與快速下降的速度相等，采用液壓缸差動連接來實現，從而確定活塞桿直徑，由，得：

跟據參考文獻[6],表9-8，按國標GB/T 2438—1993，將活塞桿外徑圓整為標準值，取d=250mm，從而算得液壓缸有桿腔與無桿腔的實際有效面積為：

液壓缸在工作循環中各階段的壓力流量計算如表1-3所列。

表 1-3

工作階段		計算公式	負載F/N	工作腔壓力p/Pa	輸入流量q
					/
快速 下行	啟動		500	5400	5086.8	305.2
	恒速		0	0	—	—
慢速 加壓	初壓		100000		406.9	24.4
	終壓		2000000		406.9→0	24.4→0
快速 回程	啟動		20500		—	—
	恒速		20000		5086.8	305.2
	制動		19500		—

工作循環中各階段的功率計算如表1-4。

 

 

 

表1-4

快速下降（啟動）階段
快速下降（恒速）階段
慢速加壓（初壓）階段
慢速加壓（終壓）階段	當t=1.125時，功率最大，約為7947W。
快速回程（啟動）階段
快速回程（恒速）階段
快速回程（制動）階段

標簽：液壓機